[发明专利]大尺寸薄壁中空平板陶瓷膜的制备方法

摘要

本发明属于陶瓷膜技术领域，具体涉及一种大尺寸薄壁中空平板陶瓷膜的制备方法，包括平板陶瓷支撑体的制备和分离膜层的制备。本发明采用纳米二氧化硅分散液包覆α-Al₂O₃粉体，使得平板膜支撑体的烧结温度大大降低，降低产品的生产能耗，且支撑体的化学组成纯度较高，耐酸碱腐蚀性能好；在制备大尺寸薄壁平板膜过程中，能大大减少平板膜生坯在挤出、干燥、烧结过程中的变形，提高平板膜的成品率；分离膜层采用纳米硅溶胶修饰的陶瓷粉体粒子，将粒子表面圆润球形化，制备的分离膜层孔道光滑过滤阻力小，水通量可提高30％以上。

主权项

一种大尺寸薄壁中空平板陶瓷膜的制备方法，其特征在于步骤如下：(1)平板陶瓷支撑体的制备①平板陶瓷支撑体由固体原料和液体原料制成，以重量百分数计，固体原料：α‑氧化铝           80‑90％造孔剂              1‑20％粘结剂              2‑10％液体原料：纳米二氧化硅分散液  5‑40％水                  50‑80％润滑剂              1‑15％②陶瓷泥料的制备首先将固体原料α‑氧化铝、造孔剂、粘结剂放入混料机中充分的混合均匀，然后将液体原料纳米二氧化硅分散液、水、润滑剂搅拌混合均匀，将混合好的粉状固体原料置入陶瓷捏合机中，以喷雾方式加入液体原料，进行充分的捏合，捏合后泥料置入真空练泥机练泥，相对真空度不低于60％，泥料炼制1‑5次，最后放入密闭容器中陈腐24‑48h；③坯体的制备平板陶瓷膜支撑体的成型采用挤出成型，挤出速度在0.5‑4m/min，挤出温度控制在10‑30℃；挤出成型模具外的接物台为平板结构其平板表面设置大量孔洞，其孔道与平板挤出方向呈10‑60°的夹角；④坯体的干燥将挤出的坯体放置在表面铺设纤维毡的多孔平板上，随后进入微波干燥炉干燥，干燥时间控制在10‑120min；⑤坯体的烧结将干燥好的坯体经切割后在高温梭式窑或辊道窑中烧成，在1100‑1300℃下烧结，保温时间2‑5h，烧结前将陶瓷平板坯体叠放一起多层烧结；(2)分离膜层的制备①分离膜浆由如下重量百分数的原料制成：②分离膜层的制备首先将陶瓷粉体粒子、表面活性剂、水按比例混合，球磨1‑3h，完成陶瓷粒子表面改性，随后加入纳米硅溶胶，通过充分控温搅拌，完成陶瓷粒子的修饰包裹，使分离膜浆中的陶瓷粒子表面圆润球形化；③分离膜层的喷涂以空气压缩机提供气源，喷枪距离平板陶瓷支撑体距离10‑20cm，空气喷涂气压控制在0.15‑0.5MPa，将分离膜浆均匀的喷涂在平板陶瓷支撑体表面；④分离膜层的干燥将喷涂好的平板陶瓷膜，放置室温干燥24‑48小时，使膜层干燥完全；⑤分离膜层的烧结将干燥好的平板陶瓷膜放入高温梭式窑或辊道窑中烧成，烧成温度1100‑1300℃下烧结，保温时间2‑5h，烧结过程中将陶瓷平板坯体叠放一起多层烧结。